【題目】已知三棱錐（如圖一）的平面展開圖（如圖二）中，四邊形為邊長等于的正方形，和均為正三角形，在三棱錐中：

（I）證明：平面平面；

（Ⅱ）若點在棱上運動，當直線與平面所成的角最大時，求二面角的余弦值.

圖一

圖二

【答案】（1）見解析（2）

【解析】

(1)設(shè)AC的中點為O,證明PO垂直AC,OB,結(jié)合平面與平面垂直判定,即可.(2)建立直角坐標系,分別計算兩相交平面的法向量,結(jié)合向量的數(shù)量積公式,計算夾角,即可.

（Ⅰ）設(shè)的中點為，連接，.

由題意，得，

，.

因為在中，，為的中點，

所以，

因為在中，，，，

，所以.

因為，平面，所以平面，

因為平面，所以平面平面.

（Ⅱ）由（Ⅰ）知，，，平面，

所以是直線與平面所成的角，

且，

所以當最短時，即是的中點時，最大.

由平面，，所以，，于是以

，，所在直線分別為軸，軸，軸建立如圖示空間直角坐標系，

則，，，，，，

，，.

設(shè)平面的法向量為，則

由得：.

令，得，，即.

設(shè)平面的法向量為，

由得：，

令，得，，即.

.

由圖可知，二面角的余弦值為.

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中數(shù)學(xué) 來源： 題型：

【題目】當前全世界人民越來越關(guān)注環(huán)境保護問題，某地某監(jiān)測站點于2018年8月起連續(xù)n天監(jiān)測空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI），數(shù)據(jù)統(tǒng)計如下表：

空氣質(zhì)量指數(shù)（μg/m3）

[0，50]

（50，100]

（100，150]

（150，200]

（200，250]

空氣質(zhì)量等級

優(yōu)

良

輕度污染

中度污染

重度污染

天數(shù)

20

40

m

10

5

（1）根據(jù)所給統(tǒng)計表和頻率分布直方圖中的信息求出n，m的值，并完成頻率分布直方圖；

（2）由頻率分布直方圖，求該組數(shù)據(jù)的平均數(shù)與中位數(shù)；

（3）在空氣質(zhì)量指數(shù)分別為[0，50]和（50，100]的監(jiān)測數(shù)據(jù)中，用分層抽樣的方法抽取6天，從中任意選取2天，求事件A“兩天空氣質(zhì)量等級都為良”發(fā)生的概率。

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【題目】如圖， 和所在平面互相垂直，且， 分別為AC、DC、AD的中點

（1）求證： 平面BCG；

（2）求三棱錐D-BCG的體積．

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【題目】隨著經(jīng)濟全球化、信息化的發(fā)展，企業(yè)之間的競爭從資源的爭奪轉(zhuǎn)向人才的競爭.吸引、留住培養(yǎng)和用好人才成為人力資源管理的戰(zhàn)略目標和緊迫任務(wù).在此背景下，某信息網(wǎng)站在15個城市中對剛畢業(yè)的大學(xué)生的月平均收入薪資和月平均期望薪資做了調(diào)查，數(shù)據(jù)如圖所示.

（1）若某大學(xué)畢業(yè)生從這15座城市中隨機選擇一座城市就業(yè)，求該生選中月平均收人薪資高于8000元的城市的概率；

（2）若從月平均收入薪資與月平均期望薪資之差高于1000元的城市中隨機選擇2座城市，求這2座城市的月平均期望薪資都高于8000元或都低于8000元的概率.

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科目：高中數(shù)學(xué) 來源： 題型：

【題目】已知橢圓的四個頂點組成的四邊形的面積為，且經(jīng)過點．

（1）求橢圓的方程；

（2）若橢圓的下頂點為，如圖所示，點為直線上的一個動點，過橢圓的右焦點的直線垂直于，且與交于兩點，與交于點，四邊形和的面積分別為．求的最大值．

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【題目】在平面直角坐標系xOy中，曲線C1的參數(shù)方程為（為參數(shù)）曲線C2的參數(shù)方程為（，為參數(shù)）在以O(shè)為極點，x軸的正半軸為極軸的極坐標系中，射線l：θ=與C1，C2各有一個交點.當=0時，這兩個交點間的距離為2，當=時，這兩個交點重合.

（1）分別說明C1，C2是什么曲線，并求出a與b的值；

(2)設(shè)當=時，l與C1，C2的交點分別為A1，B1,當=-時，l與C1，C2的交點為A2，B2，求四邊形A1A2B2B1的面積.

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【題目】在直角坐標平面中，已知點，，，…，，其中是正整數(shù)，對平面上任一點，記為關(guān)于點的對稱點，為關(guān)于點的對稱點，…，為關(guān)于點的對稱點.

（1）求向量的坐標；

（2）當點在曲線上移動時，點的軌跡是函數(shù)的圖像，其中是以3為周期的周期函數(shù)，且當時，.求以曲線為圖像的函數(shù)在上的解析式；

（3）對任意偶數(shù)，用表示向量的坐標.

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【題目】如圖，平面四邊形中，，是，中點，，，，將沿對角線折起至，使平面，則四面體中，下列結(jié)論不正確的是（ ）

A.平面

B.異面直線與所成的角為

C.異面直線與所成的角為

D.直線與平面所成的角為

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科目：高中數(shù)學(xué) 來源： 題型：

【題目】如圖，在四棱錐中，平面．底面是菱形，．

（Ⅰ）求證：直線平面；

（Ⅱ）求直線與平面所成角的正切值；

（Ⅲ）已知在線段上，且，求二面角的余弦值．

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